(57)【要約】【課題】可動子の変位に対する発生力（吸引/反発力）の変化を抑制し、有効なストロークが大きく制御性もよい、リニアソレノイドを提供する。【解決手段】伸縮性のある非磁性の部材を母体とし、この母体に磁性粒子を分散して形成された磁性粒子分散マトリックスコアからなる半固定子１により、可動子３と第１の外周ヨーク７−１とを連結して磁気回路を形成し、電磁力によって移動する可動子３の動きに合わせて半固定子１を伸縮させる。可動子３−１は、磁性体３−１とシャフト３−２とにより構成され、磁性体３−１の下面３−１ａを半固定子１の上面１ａに非磁性体スペーサ４を介して接合する。なお、非磁性体スペーサ４は省略してもよく、また、磁性体３−１が永久磁石の場合は、磁性体３−１の下面３−１ａと半固定子１の上面１ａとを磁気吸引力により接触させただけの状態としてもよい。【選択図】  図１
2013183599.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に移動可能とされた、磁性体からなる可動子と、
伸縮性のある部材を母体としてこの母体に磁性粒子を分散して形成された磁性粒子分散マトリックスコアからなり、その一端が前記可動子に直接あるいは一定の距離を介して接し、その他端が固定されている半固定子と、
前記半固定子に磁束を与えるようにその周囲に設けられたコイルと、
前記可動子、半固定子、コイルの外側に配置され、前記半固定子の可動子と反対側の端部に一端が接続されて、前記可動子と前記半固定子とともに磁束が流れる磁路を形成するヨークとからならり、
前記半固定子は、前記可動子の移動にともなって伸縮する
ことを特徴とするリニアソレノイド。
【請求項２】
請求項１に記載されたリニアソレノイドにおいて、
前記半固定子は、前記可動子に所定の厚さの非磁性のスペーサを介して接している
ことを特徴とするリニアソレノイド。
【請求項３】
請求項１に記載されたリニアソレノイドにおいて、
前記コイルに電流を流していない状態において前記可動子を所定の位置にバランスをとって保持するバネ手段が設けられている
ことを特徴とするリニアソレノイド。
【請求項４】
請求項１に記載されたリニアソレノイドにおいて、
前記半固定子の外周面が蛇腹形状とされている
ことを特徴とするソレノイドアクチュエータ。
【請求項５】
請求項１に記載されたリニアソレノイドにおいて、
前記半固定子の前記可動子側と反対側の面と前記ヨークとの間に鉄心が設けられている
ことを特徴とするリニアソレノイド。
【請求項６】
請求項１に記載されたリニアソレノイドにおいて、
前記可動子の磁性体は永久磁石である
ことを特徴とするリニアソレノイド。
【請求項７】
請求項１に記載されたリニアソレノイドにおいて、
前記可動子の磁性体は軟磁性体である
ことを特徴とするリニアソレノイド。
【請求項８】
請求項４に記載されたリニアソレノイドにおいて、
前記バネ手段は、機械式のバネである
ことを特徴とするリニアソレノイド。
【請求項９】
請求項４に記載されたリニアソレノイドにおいて、
前記バネ手段は、磁気式のバネである
ことを特徴とするリニアソレノイド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電磁力によって可動子を駆動するリニアソレノイドに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、この種のリニアソレノイドとして、図１４にその要部の断面図を示すようなリニアソレノイド２００が提案されている（例えば、特許文献１参照）。同図において、２１はヨーク、２２は可動子（可動鉄心）、２３は可動子２２と対向した位置に配設された固定子（固定鉄心）、２４は可動子２２の周囲に配設されたコイル、２５は可動子２２の中央部に嵌挿して固定されたシャフト、２６は可動子２２と固定子２３との間に設けられたコイルバネである。コイルバネ２６は、シャフト２５を挿通して設けられており、可動子２２を固定子２３とは離間する方向に押し上げる力を付与する。
【０００３】
このリニアソレノイド２００において、ヨーク２１、可動子２２と固定子２３との間の空間Ｈ内には、磁性流体Ｆが充填封止されている。これにより、ヨーク２１、可動子２２、固定子２３およびコイル２４により構成される磁気回路中において、可動子２２と固定子２３との間に形成される間隙ｍ内の磁気抵抗が低下し、間隙ｍ内の磁束密度が増大して、可動子２２に電磁力が大きく作用し、高応答・高出力の特性が得られる。
【０００４】
なお、特許文献１には、低出力から高出力にわたり広範囲で、しかも確実な動作を得るための構成として、図１５に示されるように、通路Ｋを介して空間Ｈに連通した弾性体で作製された磁性流体溜部Ｊを外側に設け、可動子２２の移動に伴って空間Ｈ内から排除された磁性流体Ｆを磁性流体溜部Ｊに溜めるようにしたリニアソレノイド２０１も示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−２２３８９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述したリニアソレノイド２００や２０１によると、磁性流体Ｆを可動子２２と固定子２３との間の空間Ｈに充填封止することにより、可動子２２と固定子２３との間の間隙ｍ内の磁気抵抗が空気の時に比べて低くなり高出力を得ることはできるが、リニアソレノイドで重要となる可動子２２の変位に対する間隙ｍ内の磁気抵抗変化の抑制という点については、空気の場合と同様で何ら改善されていない。つまり、間隙ｍ内の物質が空気であっても磁性流体であっても距離が２倍になれば磁気抵抗もほぼ２倍になるので（可動子２２と固定子２３との対抗面を円錐状などにする工夫がしてあるので、従来からある機械的な形状効果のおかげで２倍にはならないが）、可動子２２の変位に対して吸引力がほぼ一定で変化しない領域を拡大してリニアソレノイドの使用可能なストロークの範囲を拡大する対策にはならない。その上、磁性流体Ｆを可動子２２と固定子２３との間の空間Ｈに充填封止する工程を必要とし、また確実な動作を得るために磁性流体溜部Ｊを設けるなどしなければならず、製造コストが増大するという問題があった。また、磁性流体Ｆが移動する際の磁気吸引力による抵抗や流体抵抗による抗力が大きく非線形で複雑であるため、可動子２２の動きを阻害し、制御を困難にするという問題があった。さらに、磁性流体Ｆの気泡混入によるバラツキや、温度による体積変化、磁気特性の経時変化の問題も大きく、実用的ではなかった。
【０００７】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、可動子の変位に対する発生力（吸引/反発力）の変化を抑制し、有効なストロークが大きく制御性もよい、リニアソレノイドを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このような目的を達成するために本発明は、軸方向に移動可能とされた、磁性体からなる可動子と、伸縮性のある部材を母体としてこの母体に磁性粒子を分散して形成された磁性粒子分散マトリックスコアからなり、その一端が可動子に直接あるいは一定の距離を介して接し、その他端が固定されている半固定子と、半固定子に磁束を与えるようにその周囲に設けられたコイルと、可動子、半固定子、コイルの外側に配置され、半固定子の可動子と反対側の端部に一端が接続されて、可動子と半固定子とともに磁束が流れる磁路を形成するヨークとからならり、半固定子は、可動子の移動にともなって伸縮することを特徴とする。
【０００９】
この発明によれば、一端が可動子に直接あるいは一定の距離を介して接し、他端が外周ヨークに固定された、磁性粒子分散マトリックスコアからなる半固定子が、電磁力によって移動する可動子の動きに合わせて伸縮するものとなる。この磁性粒子分散マトリックスコアは、伸縮性のある（非磁性の）部材を母体とし、この母体に磁性粒子を分散して形成されたものであり、従来のリニアソレノイドにおける固定子（固定鉄心）と同様な磁性体コアとしての機能を果たし、さらに、伸縮機能を持つ。よって、可動子が移動しても半固定子の伸縮により、可動子と半固定子の間の距離は変化せず、さらに、半固定子の長さは可動子のストロークに対して十分に長いため、その磁気抵抗（または透磁率）変化は、従来の可動子と固定子間の変化に比べて小さなものとなる。例えば、従来の対向面が平面である可動子と固定子間の距離が１ｍｍから２ｍｍに変化すると、単純に磁気抵抗は２倍になり、一般的に吸引力は距離の２乗程度に反比例して低下してしまうが、本発明では可動子と半固定子の距離は一定であり、例えば長さ５０ｍｍの半固定子が１ｍｍ伸びるだけであり、わずか２％の変化であるので、磁気抵抗の変化も少ない。これにより、可動子の変位に対する発生力（吸引/反発力）の変化が小さく、制御に使用できるストロークが大きくとれるという特性が得られる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、伸縮性（柔軟性）のある部材を母体とし、この母体に磁性粒子を分散して磁性粒子分散マトリックスコアを形成し、この磁性粒子分散マトリックスコアを半固定子として用い、この半固定子の一端を可動子に直接あるいは一定の距離を介して接するものとし、他端を外周ヨークに固定するようにしたので、可動子の変位に合わせて半固定子が伸縮変化することにより磁気抵抗変化が小さくなり、可動子の変位に対する発生力（吸引/反発力）の変化を抑制し、有効なストロークが大きく制御性もよい、リニアソレノイドを得ることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係るリニアソレノイドの一実施の形態（実施の形態１）の要部を示す断面図である。
【図２】このリニアソレノイドにおいて可動子の磁性体を永久磁石とした場合と軟磁性体（例えば、鉄）とした場合の電流と推力との関係を示す図である。
【図３】このリニアソレノイドにおいて可動子と磁性粒子分散マトリックスコアとの間の非磁性体を省略した例を示す図である。
【図４】本発明に係るリニアソレノイドの他の実施の形態の要部を示す断面図である。
【図５】本発明に係るリニアソレノイドの他の実施の形態の要部を示す断面図である。
【図６】本発明に係るリニアソレノイドの他の実施の形態の要部を示す断面図である。
【図７】本発明に係るリニアソレノイドの他の実施の形態の要部を示す断面図である。
【図８】本発明に係るリニアソレノイドの他の実施の形態の要部を示す断面図である。
【図９】本発明に係るリニアソレノイドの他の実施の形態の要部を示す断面図である。
【図１０】本発明に係るリニアソレノイドの他の実施の形態の要部を示す断面図である。
【図１１】本発明に係るリニアソレノイドの他の実施の形態の要部を示す断面図である。
【図１２】図１１に示したリニアソレノイドで用いる磁気バネの拡大図である。
【図１３】本発明に係るリニアソレノイドの他の実施の形態の要部を示す断面図である。
【図１４】可動子と固定子との間の空間に磁性流体を充填封止した従来のリニアソレノイドの要部の断面図である。
【図１５】可動子と固定子との間の空間に磁性流体を充填封止しかつ外側に磁性流体溜部を設けるようにした従来のリニアソレノイドの要部の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１３】
〔実施の形態１〕
図１はこの発明に係るリニアソレノイドの一実施の形態（実施の形態１）の要部を示す断面図である。同図において、１は伸縮性（柔軟性）の非磁性の部材を母体としてこの母体に磁性粒子を分散して形成された円柱状の磁性粒子分散マトリックスコアからなる半固定子、２は半固定子１を囲むようにして設けられたコイル、３は円板状の磁性体３−１とこの磁性体３−１の下面３−１ａに対してその軸方向を垂直として設けられたシャフト３−２とを有する可動子、４は可動子３と半固定子１との間に設けられた円板状の非磁性体のスペーサ（以下、非磁性体スペーサと呼ぶ）、５は可動子３の外周に配置されたリング状のヨーク、６はコイルバネ、７は外周ヨークである。
【００１４】
外周ヨーク７は、円板状の第１の外周ヨーク７−１と、この第１の外周ヨーク７−１を底面として円筒状に形成された第２の外周ヨーク７−２とを備え、第２の外周ヨーク７−２の上部の開口に上蓋７−３が設けられている。なお、外周ヨーク７は、円板状と円筒状の組み合わせに限らず、矩形状の天板、底板と断面が矩形状の筒の組み合わせや、矩形状の天板、底板と対向する１組の側板などからなる構成でもよく、可動子３と半固定子１とともに磁気回路を構成できればよい。また、ヨーク７の材質は、電磁鋼板やパーマロイなどの軟磁性体である。
【００１５】
このリニアソレノイド１００Ａにおいて、可動子３はシャフト３−２の軸方向に移動可能とされており、可動子３の磁性体３−１の下面３−１ａは半固定子１の上面１ａに非磁性体スペーサ４を介して接合されている。また、この可動子３が接合された半固定子１が、コイル２の中央部の空間に位置し、その下面１ｂが第１の外周ヨーク７−１の上面７−１ａに接続されている。すなわち、半固定子１は、伸縮可能な材料により形成され、一端が可動（非固定）な状態とされ、他端が固定されている。
【００１６】
また、コイル２の上部にヨーク５が設けられ、このヨーク５の中央部の空間に可動子３の磁性体３−１が位置している。また、シャフト３−２や非磁性体スペーサ４は、例えば、ＳＵＳ３１６、アルミニウム、真鍮などや、その他、磁気回路への磁気的影響が無視できるレベルの材料で構成される。
【００１７】
また、このリニアソレノイド１００Ａにおいて、外周ヨーク７の上蓋７−３の中央部には貫通孔７−３ａが形成されており、この貫通孔７−３ａを軸受孔（スライド方向への軸受孔）として可動子３のシャフト３−２が挿通されている。シャフト３−２の先端部は上蓋７−３の外側に突き出ている。上蓋７−３の下面７−３ｂと可動子３の磁性体３−１の上面３−１ｂとの間には、シャフト３−２を通してコイルバネ６が設けられている。このコイルバネ６は、圧縮された状態で装着されており、可動子３に対して半固定子１の方向に押し下げる力を付与する。このコイルバネ７の付勢力によって、コイル２に電流を流していない状態において、可動子３が図に示されたような所定の位置にバランスをとって保持されている。なお、コイルバネ７は、出来るだけ非磁性で、磁気回路への磁気的影響が無視できるレベルの材料（例えば、SUS316やSUS304など）で構成するのが好ましい。
【００１８】
磁性粒子分散マトリックスコアからなる半固定子１は、伸縮性の（非磁性）の部材を母体とするが、この母体としては例えばウレタンやアクリルやシリコーンなどのゴムやゲル、熱可塑性樹脂、スライディングマテリアル（ポリロタキサン）などで、伸縮性（柔軟性）が高く耐久性がある樹脂を用いる。
【００１９】
また、この母体に分散する磁性粒子（磁性粉）は、例えばＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉおよびそれらを含む化合物とし、粒径０．１μｍ〜１００μｍ程度のものを用いる。例えば、マトリックス（母体）として熱可塑性樹脂を用いる場合は、加熱溶融した樹脂中にスクリューや混練機などで磁性粒子（磁性粉）を混練し、射出成形をすることにより、磁性粒子（磁性粉）が分散した任意の形状の磁性粒子分散マトリックスコアを製作することができる。
【００２０】
また、マトリックス（母体）として２液性樹脂や熱硬化性樹脂を用いる場合も、樹脂の原液中に磁性粒子（磁性粉）を種々のミキサーなどで混練し、硬化剤や加熱により硬化させて成型することにより製作することができる。なお、磁性粒子（磁性粉）を樹脂に混練するときに粒子同士が凝集してしまわないように、磁性粒子（磁性粉）の周りを界面活性剤などでコーティングしておくことが好ましい。
【００２１】
磁性粒子分散マトリックスコアからなる半固定子１の比透磁率は、磁性粒子の種類・粒径や母体中の粒子の体積濃度などで決まり、数１０〜数１００程度が好ましく、１００〜３００程度がより好ましい。それ以上に高くしても磁気回路の磁束密度に与える効果はあまり増加せず、一方、磁性粒子の母体中に占める体積濃度が高くなるため、磁性粒子分散マトリックスコアからなる半固定子１が硬くなり変形し難くなる。なお、この点は母体にスライディングマテリアル（ポリロタキサン）を使用した場合は緩和され、磁性粒子の体積濃度が高くなっても他に比べて伸縮性（柔軟性）を保つことができる。
【００２２】
可動子３の磁性体３−１は永久磁石を使用してもよいし、軟磁性体を使用してもよい。磁性体３−１として永久磁石を使用すると、図２にその一例を示す特性Ｉのように、電流に対してリニアな推力（反発力／吸引力）を得ることができる。この場合、コイル２の単位長さ当たりの巻数をｎ、コイル２に流す電流をＩとすると、コイル２が作る磁場はＨ＝ｎ・Ｉとなり、磁性体３−１（永久磁石）が受ける力は、コイル２が作る磁場Ｈに比例するので、電流Ｉに比例した推力が得られるものとなる。この場合、正方向への電流Ｉの変化に対し、正方向へ変化する推力（反発力）が得られ、負方向への電流Ｉの変化に対し、負方向へ変化する推力（吸引力）が得られる。
【００２３】
磁性体３−１として軟磁性体（例えば、鉄）を使用すると、図２にその一例を示す特性IIのように、電流に対して２乗特性の推力（吸引力のみ）が得られる。この場合、先ず、コイル２が作る磁場Ｈに比例して磁性体３−１（軟磁性体）が磁化され（磁場がある間は永久磁石と同等）、次に、コイル２が作る磁場Ｈに比例して永久磁石と同様に力を受ける。この場合、正方向への電流Ｉの変化に対し電流Ｉの２乗に比例した負方向に変化する推力（吸引力）が得られる。負方向への電流Ｉの変化に対しても、正方向への電流Ｉの変化と同様、電流Ｉの２乗に比例した負方向に変化する推力（吸引力）が得られる。
【００２４】
この例では、磁性体３−１として永久磁石を用いるものとし、この磁性体３−１として永久磁石を用いたリニアソレノイド１００Ａをリニアアクチュエータと呼ぶことにする。
【００２５】
このリニアアクチュエータ１００Ａにおいて、コイル２に負方向への電流Ｉを流すと、コイル２によって発生する電磁力により可動子３が半固定子１側に吸引されることから、この電磁力によって移動する可動子３の動きに合わせて磁性粒子分散マトリックスコアからなる半固定子１が縮み、可動子３のシャフト３−２に負方向に変化する推力（吸引力）が発生する。逆に、コイル２に正方向への電流Ｉを流すと、可動子３が反発することから、この可動子３の動きに合わせて半固定子１が伸び、可動子３のシャフト３−２に正方向に変化する推力（反発力）が発生する。
【００２６】
また、このリニアアクチュエータ１００Ａでは、磁性粒子分散マトリックスコアからなる伸縮性のある半固定子１を用いることにより、上述した実施の形態と同様に可動子３の変位による推力の変動を抑制することが可能となる。また、磁性粒子分散マトリックスコアからなる半固定子１は残留磁化が少なく、ヒステリシスの小さい高速な制御が行える。また、磁性粒子分散マトリックスコアからなる半固定子１を用いることにより、リニアアクチュエータ１００Ａの軽量化を図ることもできる。このヒステリシスの小さい高速な制御が行える点、軽量化を図ることができる点は、磁性体３−１として軟磁性体を使用したリニアソレノイド１００Ａでも同様の効果として得られる。
【００２７】
また、このリニアアクチュエータ１００Ａでは、磁性体３−１として永久磁石を用いているので、電流に比例したリニアに変化する正負の推力（反発・吸引力）が得られ、精密な制御が可能となる。また、磁性体３−１を軟磁性体とする場合に比べて強い推力が得られ、可動子３の軽量化も可能となる。また、磁性粒子分散マトリックスコアからなる半固定子１の母体として電気絶縁性の部材を用いているので、渦電流の小さい高速な制御を行うことが可能となる。特に、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御などの高周波を使う場合に有効である。この渦電流の小さい高速な制御を行うことができる点は、磁性体３−１として軟磁性体を使用したリニアソレノイド１００Ａでも同様の効果として得られる。
【００２８】
また、このリニアアクチュエータ１００Ａでは、可動子３と磁性粒子分散マトリックスコアからなる半固定子１との間に非磁性体スペーサ４を設けており、この非磁性体スペーサ４の厚さｔにより推力を調整することができる。特に、このリニアアクチュエータ１００Ａでは、磁性体３−１として永久磁石を用いており、半固定子１への吸引力が強すぎることもあるため、非磁性体４の厚さｔの調整によって、力のバランスをとることができるようにしている。
【００２９】
また、このリニアアクチュエータ１００Ａでは、可動子３の外周にヨーク５を配置することにより、また全体を外周ヨーク７で覆うことにより、磁束漏洩を防ぎ磁気回路の効率を向上させて、発生推力を大きくしている。なお、半固定子１と同様に、磁性粒子を非磁性の母体に分散させた部材をヨーク５や外周ヨーク７として用いることにより、鉄損（ヒステリシス損、渦電流損（母体が絶縁体のとき））の小さい精密な制御が可能となる。
【００３０】
また、このリニアアクチュエータ１００Ａにおいて、可動子３と半固定子１との間の非磁性体スペーサ４は必ずしも必要ではなく、図３にリニアアクチュエータ１００Ａ’として示すように、非磁性体スペーサ４を省略して可動子３の下面３−１ａを半固定子１の上面１ａに接するようにしてもよい。この場合、可動子３と半固定子１とは接合されていなくてもよく、接触させただけの状態としてもよい。接触の場合、可動子３と半固定子１とは磁力で吸着された状態となる。
【００３１】
図１に示したリニアアクチュエータ１００Ａにおいても、可動子３を非磁性体スペーサ４を介して半固定子１に接合するのではなく、例えば非磁性体スペーサ４を半固定子１の上面１ａに接合し、この半固定子１に接合された非磁性体４の上面に可動子３を接触させただけの状態とするようにしてもよい。
【００３２】
〔他の実施の形態〕
上述したリニアソレノイド１００Ａでは、上蓋７−３の下面７−３ｂと可動子３の磁性体３−１の上面３−１ｂとの間にコイルバネ６を設けるようしたが、図４にリニアソレノイド１００Ｂとして示すように、半固定子１を円筒状とし、この円筒状の半固定子１の中央の空間部にコイルバネ８を設けるようにしてもよい。
【００３３】
また、図５，図６にリニアソレノイド１００Ｃ，１００Ｄとして示すように、半固定子１の外周面を変形しやすいように蛇腹形状とするようにしてもよい。
【００３４】
また、図７にリニアソレノイド１００Ｅとして示すように、半固定子１の長さを短くし、この長さを短くした半固定子１と第１の外周ヨーク７−１との間に鉄心９を設けるようにしてもよい。
【００３５】
また、図８にリニアソレノイド１００Ｆとして示すように、半固定子１にコイルバネ８を埋め込むようにしてもよい。
【００３６】
また、図９にリニアソレノイド１００Ｇとして示すように、上蓋７−３の貫通孔７−３ａにリニアブッシュ１０を設け、このリニアブッシュ１０によってシャフト３−２のスライド方向への軸支を行わせるようにしてもよい。すなわち、リニアブッシュ１０によってシャフト３−２の水平方向の動きを規制し、シャフト３−２の可動域を中心軸上に固定させるようにしてもよい。
【００３７】
また、図１０にリニアソレノイド１００Ｈとして示すように、シャフト３−２を可動子３の磁性体３−１の下面３−１ａ側にも伸ばし、上蓋７−３の外側に突出するシャフト３−２の先端部に対してフラットスプリング１１−１を設け、第１の外周ヨーク７−１の外側に突出するシャフト３−２の後端部に対してフラットスプリング１１−２を設け、フラットスプリング１１−１および１１−２に形成された貫通孔１１−１ａおよび１１−２ａにシャフト３−２の先端部および後端部を通すことにより、この貫通孔１１−１ａおよび１１−２ａの内周面でシャフト３−２の水平方向の動きを規制するようにしてもよい。
【００３８】
また、図１１にリニアソレノイド１００Ｉとして示すように、第１の外周ヨーク７−１の外側に突出するシャフト３−２の後端部に対して磁気バネ１２を設け、コイル２に電流を流していない状態において、可動子３を所定の位置にバランスをとって保持させるようにしてもよい。すなわち、図１０に示したリニアソレノイド１００Ｈでは、可動子３を所定の位置にバランスをとって保持させるためにコイルバネ８（機械式のバネ）を使用していたが、このコイルバネ８に代えて磁気バネ１２（磁気式のバネ）を用いるようにしてもよい。
【００３９】
このリニアソレノイド１００Ｉにおいて、磁気バネ１２は、第１の外周ヨーク７−１の下面７−１ｂの中央部に固定した円筒型磁石１２−１と、シャフト３−２の後端部に取り付けられて円筒型磁石１２−１の内周面側に位置する円柱型磁石１２−２とから構成されている。図１２にこの磁気バネ１２の拡大図を示す。円筒型磁石１２−１は、上端部１２−１ａがＮ極、下端部１２−１ｂがＳ極とされている。円柱型磁石１２−２は、上端部１２−２ａがＳ極、下端部１２−２ｂがＮ極とされている。図に示されているように、円筒型磁石１２−１の下端部１２−１ｂに円柱型磁石１２−２の上端部１２−２ａが重なるように配置すると、軸方向変位の一定範囲においてバネ力がほぼ一定となる。なお、円筒型磁石１２−１の下端部１２−１ｂと円柱型磁石１２−２の下端部１２−２ｂとを重なるように配置してもよい。また、円柱型磁石１２−２に代えて軟磁性体を設けるようにしてもよい。
【００４０】
また、図１３にリニアソレノイド１００Ｊとして示すように、可動子３の磁性体３−１を挟んで２組のソレノイドを配置するようにしてもよい。この例では、磁性粒子分散マトリックスコアからなる半固定子１Ａとコイル２Ａとの組み合わせを第１のソレノイドとして配置し、磁性粒子分散マトリックスコアからなる半固定子１Ｂとコイル２Ｂとの組み合わせを第２のソレノイドとして配置している。このリニアソレノイド１００Ｊでは、可動子３の磁性体３−１が永久磁石の場合でも中央でバランスすることができ、可動子３−１の磁性体３−１が軟磁性体の場合でも、各ソレノイドの吸引力のバランスを調整することにより正負両方向へ推力発生が可能になる。
【００４１】
なお、上述したすべての実施の形態において、可動子３と非磁性体スペーサ４の対向する面の形状、非磁性体スペーサ４と半固定子１の対向する面の形状、および、可動子３と半固定子１の対向する面の形状は、それぞれ平面状に限らず、例えば、円錐のような形状や、一方が凹状で他方が凸状ではめ合わせできるような形状でもよい。
【００４２】
〔実施の形態の拡張〕
以上、実施の形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明の技術思想の範囲内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。また、各実施の形態については、矛盾しない範囲で任意に組み合わせて実施することができる。
【符号の説明】
【００４３】
１…半固定子、２…コイル、３…可動子、３−１…磁性体、３−２…シャフト、４…非磁性体スペーサ、５…ヨーク、７…コイルバネ、７…外周ヨーク、７−１…第１の外周ヨーク、７−２…第２の外周ヨーク、７−３…上蓋、８…コイルバネ、９…鉄心、１０…リニアブッシュ、１１−１，１１−２…フラットスプリング、１２…磁気バネ、１２−１…円筒型磁石、１２−２…円柱型磁石、１００Ａ〜１００Ｊ…リニアソレノイド。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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